溫室大棚環(huán)境溫度的控制畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 課題設(shè)計(jì)的背景1</p><p>　　1.2　課題設(shè)計(jì)目的和意義1</p><p><b>　　2　硬件設(shè)計(jì)1</b></p>

2、<p>　　2.1　總體硬件設(shè)計(jì)1</p><p>　　2.2　STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)2</p><p>　　2.3 溫度采集模塊8</p><p>　　2.4無線發(fā)射和無線接收模塊NRF90512</p><p>　　2.5 液晶顯示模塊13</p><p>　　2.6 組態(tài)網(wǎng)模塊17&

3、lt;/p><p>　　2.7．串口通信模塊18</p><p>　　2.8．繼電器控制電路模塊21</p><p>　　2.9 穩(wěn)壓芯片22</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)25</b></p><p>　　3.1 總體程序流程圖設(shè)計(jì)25</p><p>　

4、　3.2 分模塊程序設(shè)計(jì)26</p><p>　　4 電路板的制作30</p><p>　　4.1 PROTEL電路圖設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.2 PCB布線30</p><p>　　4.3 電路板的制作與焊接30</p><p>　　4.4 電路板硬件的測試30</p><p&

5、gt;　　5 整機(jī)系統(tǒng)測試和運(yùn)行31</p><p>　　5.1 液晶測試與運(yùn)行31</p><p>　　5.2 數(shù)據(jù)采集模塊的測試與運(yùn)行31</p><p>　　5.3 組態(tài)網(wǎng)的測試與運(yùn)行32</p><p><b>　　6 總結(jié)33</b></p><p><b>　　參考

6、文獻(xiàn)34</b></p><p>　　致 謝 詞35</p><p>　　獨(dú) 撰 聲 明36</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 課題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對溫度的要求越來越高，準(zhǔn)確測量溫度對農(nóng)作物生產(chǎn)至關(guān)重要。溫室

7、大棚技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要作用。傳感器在環(huán)境溫度數(shù)據(jù)采集方面扮演著重要的角色，傳感器可以說是環(huán)境數(shù)據(jù)采集的核心內(nèi)容，沒有傳感器的參與，就無所謂數(shù)據(jù)采集。當(dāng)今社會(huì)中，它作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)綜合性的結(jié)果，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有重要的意義。</p><p>　　溫室大棚環(huán)境溫度的控制直接影響著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的好壞。但是目前不易現(xiàn)場去測試大范圍的并且環(huán)境惡劣的大棚環(huán)境溫度，就需要一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)

8、對農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測并且控制大棚中的溫度值。</p><p>　　1.2　課題設(shè)計(jì)目的和意義</p><p>　　在傳感器、串口通信、無線數(shù)據(jù)采集和組態(tài)網(wǎng)控制技術(shù)下實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測大棚中的環(huán)境溫度值，并在LCD上顯示出來。不僅可以利用組態(tài)網(wǎng)顯示出環(huán)境中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，而且可以通過組態(tài)網(wǎng)控制繼電器的工作，實(shí)現(xiàn)對溫度控制的作用。從而實(shí)現(xiàn)雙工的

9、目的。</p><p>　　此系統(tǒng)的控制終端是功能強(qiáng)大，軟件資源豐富的組態(tài)網(wǎng)?？蓱?yīng)用于各種大棚種植中，實(shí)用于各種種植環(huán)境，具有很廣泛的應(yīng)用和推廣前景?，F(xiàn)實(shí)生活中，這種溫度采集和控制系統(tǒng)已經(jīng)被成功應(yīng)用于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與控制領(lǐng)域。有效的避免了危險(xiǎn)環(huán)境給人們帶來的傷害，并且能方便準(zhǔn)確地了解大棚溫度的變化。因此對于如何利用無線通信技術(shù)進(jìn)行精度的數(shù)據(jù)采集，尤其是如何控制環(huán)境溫度等課題的研究就變得非常的有意義。</p&g

10、t;<p><b>　　2　硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1　總體硬件設(shè)計(jì)5</p><p>　　該設(shè)計(jì)通過溫度傳感器DS18B20采集到大棚中的溫度，經(jīng)單片機(jī)處理后（內(nèi)部有個(gè)AD轉(zhuǎn)換）在LCD上顯示出當(dāng)前環(huán)境溫度。經(jīng)過無線發(fā)送模塊將溫度數(shù)字傳輸?shù)浇邮瞻逯?，接收板接收到溫度值后?jīng)過串口處理將溫度值傳輸?shù)浇M態(tài)網(wǎng)中，在組態(tài)網(wǎng)上又顯示出當(dāng)前溫度值。

11、當(dāng)溫度過高時(shí)，超過預(yù)設(shè)的溫度值40度時(shí)，組態(tài)網(wǎng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，管理員在組態(tài)網(wǎng)上發(fā)送打開降溫設(shè)備的按鈕，然后經(jīng)過串口傳輸?shù)浇邮瞻迳?，接收板子發(fā)送指令到發(fā)射板上，發(fā)射板接收到指令后打開降溫設(shè)備開關(guān)，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，從組態(tài)中發(fā)送關(guān)閉降溫設(shè)備的開關(guān),達(dá)到控制大棚環(huán)境溫度的目的。</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)以上功能，設(shè)計(jì)主要硬件模塊如下：MCU控制芯片最小系統(tǒng)；傳感器數(shù)據(jù)采集模塊（DS18B20溫度采集模塊）；無線發(fā)送

12、和接收模塊（NRF905）；LCD12864液晶顯示模塊；串口通信模塊；繼電器控制模塊；組態(tài)網(wǎng)模塊。具體工作流程為：通過傳感器（DS18B20）采集實(shí)時(shí)環(huán)境溫度值，并送至LCD12864上顯示，完成對環(huán)境溫度的監(jiān)測；經(jīng)過無線傳輸模塊將溫度從發(fā)射板傳到接受板，后經(jīng)過串口通信，在組態(tài)網(wǎng)模式下，不僅可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度值的實(shí)時(shí)顯示，而且可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的控制?？傮w設(shè)計(jì)的框架如圖1所示。</p><p><b>

13、　　圖1 總體設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　2.2　STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)2</p><p>　　控制芯片最小系統(tǒng)包括：控制芯片STC89C51單片機(jī)、晶振電路和復(fù)位電路。</p><p>　　2.2.1.控制芯片STC89C51單片機(jī)</p><p>　　2.2.1.1 STC89C51單片機(jī)簡介</p&g

14、t;<p>　　STC89C51是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU(K)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，使得STC89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解

15、決方案。</p><p>　　2.2.1.2 STC89C51具體介紹</p><p>　　單片機(jī)STC89C51引腳圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 STC89C51引腳圖</p><p><b>　　主電源引腳（2根）</b></p><p>　　VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5

16、V電源</p><p>　　GND(Pin20)：接地線</p><p>　　外接晶振引腳（2根）</p><p>　　XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端</p><p>　　XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端</p><p><b>　　控制引腳（4根）</b></

17、p><p>　　RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號</p><p>　　PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號</p><p>　　EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接

18、高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。</p><p>　　可編程輸入/輸出引腳（32根）</p><p>　　STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。</p><p>　　PO口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0～P0.7</p><p>　

19、　P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0～P1.7 </p><p>　　P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0～P2.7 </p><p>　　P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0～P3.7</p><p>　　2.2.1.3.單片機(jī)STC89C51的主要功能特性<

20、/p><p>　　8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片

21、機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。</p><p>　　與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。如表1所示。</p><p>　　表1 STC89C51主要功能特性</p><p>　　2.2.2.晶振電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　在晶振電路也叫時(shí)鐘電路，使用了兩個(gè)30PF的電容

22、（C1，C2）和一個(gè)晶振（Y1），分別接的是單片機(jī)的18，19引腳，晶振頻率選取的是12MHZ，電路圖如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 晶振電路</b></p><p>　　STC89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生,如圖4所示。</p>&

23、lt;p>　?。╝）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路</p><p><b>　　圖4 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路，在RXD和TXD引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的

24、大小可對頻率起微調(diào)的作用。</p><p>　　外部方式的時(shí)鐘電路，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。</p><p>　　2.2.3.復(fù)位電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化的操作。單片機(jī)控制器

25、在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位。其作用是使CPU和控制器中其它部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，從這個(gè)狀態(tài)開始工作，因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位的。必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用按鍵電平復(fù)位電路，其連接方式如圖5所示。</p><p>　　圖5 按鍵電平復(fù)位電路</p><p>　　2.2.3.1復(fù)

26、位操作</p><p>　　單片機(jī)上復(fù)位電路接在9腳上，參考圖7，當(dāng)復(fù)位鍵S1按下時(shí)，正的信號接通，同時(shí)給單片機(jī)一個(gè)正的信號1，對單片機(jī)進(jìn)行初始化；當(dāng)S1鍵斷開時(shí)，如圖可知電路對單片機(jī)發(fā)送一個(gè)負(fù)的信號，表示斷開。</p><p>　　2.2.3.2 復(fù)位信號及其產(chǎn)生</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從000

27、0H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。RST（9腳）引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖6所示。</p><p>　　圖6 復(fù)位信號的電路邏輯圖</p><p>　　整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部

28、電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。</p><p>　　復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式，如圖7所示。</p><p>　　（a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位</p><p><b>　

29、　圖7 復(fù)位電路</b></p><p>　　上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。這佯，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。</p><p>　　按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的。而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的。&

30、lt;/p><p>　　2.3 溫度采集模塊</p><p>　　DS18B20是由美國DALLAS（達(dá)拉斯）半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的最新單線數(shù)字式溫度傳感器。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)。</p><p>　　2.3.1．DS18B20 的主要特征：</p><p>　　現(xiàn)場溫度測量值通過串行通信的方式傳輸，即“單線總線

31、”的數(shù)字方式傳輸（通信）。</p><p>　　最高12 位分辨率，實(shí)際系統(tǒng)的分辨率可單獨(dú)設(shè)定，并且保存在EEPROM 中，即使斷電也能夠保存。12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為750 毫秒。</p><p>　　可選擇寄生工作方式。</p><p>　　檢測溫度范圍為–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F)

32、，精度可達(dá)土0.5 攝氏度</p><p>　　內(nèi)置EEPROM，限溫報(bào)警功能。</p><p>　　64 位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接。</p><p>　　多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。</p><p>　　系統(tǒng)供電電壓容許范圍大，可在3V到5．5V 的范圍波動(dòng)。</p><p>　　2.3.2.D

33、S18B20引腳功能及外形圖</p><p>　　DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； </p><p>　　GND為電源接地； </p><p>　　VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。如圖8所示。</p><p>　　圖8 DS18B20外形及引腳排列圖</p><p>　　2.3.3.DS18B20的

34、內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括寄生電源電路、64位只讀存儲(chǔ)器(ROM)和單線接口、存儲(chǔ)器和控制邏輯、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存存儲(chǔ)器、溫度傳感器、報(bào)警上限寄存器TH、報(bào)警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC)發(fā)生器。如圖9所示。</p><p>　　圖9 DS18B20基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　64位光刻ROM光刻ROM 中的64位

35、序列號為DS18B20的地址序列碼。主要作用是使每個(gè)DS18B20的地址不同，這樣可以在一條總線上接多個(gè)這樣的芯片，相互之間不受影響。</p><p>　　溫度傳感器主要實(shí)現(xiàn)對溫度的測量．溫度傳感器的分辨率根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以在9～12位之間單獨(dú)設(shè)置，當(dāng)設(shè)置分辨率越高轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長，如果設(shè)置為9位，轉(zhuǎn)換時(shí)間最大為93.75ms，當(dāng)為12位時(shí)，達(dá)到750ms，所以在軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮．轉(zhuǎn)換的溫度一般存放在兩個(gè)8位的

36、RAM中．DS18B20的核心是其數(shù)字溫度傳感器，精度可以通過用戶編程配置為9、10、l1和l2位，其分別對應(yīng)于0.5℃ 、0.25℃ 、0.125℃和0.0625℃ ，可以滿足各種不同的分辨率要求。開始一次溫度轉(zhuǎn)換時(shí)，微處理器需要向DS18B20發(fā)出指令。轉(zhuǎn)換完成之后，該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲(chǔ)器的溫度寄存器中，占用2個(gè)字節(jié)，并且DS18B20返回到空閑狀態(tài)。當(dāng)DS18B20采用外部供電方式時(shí)，主機(jī)可以在發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令后發(fā)起一次讀

37、時(shí)隙。若此時(shí)該DS18B20已經(jīng)完成溫度轉(zhuǎn)換，它將會(huì)返回“1”，否則返回“0”。以l2位為例，其中二進(jìn)制的前5位為符號位，0表示正數(shù)，反之為負(fù)數(shù)。</p><p>　　非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器主要是在系統(tǒng)控制中用軟件輸入溫度的報(bào)警上下限。</p><p>　　CRC在64位光刻ROM 的最高字節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確。</p><p>

38、;　　2.3.4.DS18B20的工作時(shí)序</p><p>　　DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲(chǔ)器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序，如圖10所示。</p><p>　　圖10 DS18B20基本工作時(shí)序圖</p><p>　　溫度轉(zhuǎn)換計(jì)算方法舉例：例如當(dāng)DS18B20采集到+125℃的實(shí)際溫度后，輸出為07

39、D0H，則：實(shí)際溫度=07D0H╳0.0625=2000╳0.0625=125℃。例如當(dāng)DS18B20采集到-55℃的實(shí)際溫度后，輸出為FC90H，則應(yīng)先將11位數(shù)據(jù)位取反加1得370H（符號位不變，也不作為計(jì)算），則：實(shí)際溫度=370H╳0.0625=880╳0.0625=55℃</p><p>　　2.3.5.(本設(shè)計(jì)中)DS18B20與STC89C51單片機(jī)的連接10</p><p>

40、;<b>　　如圖11所示。</b></p><p>　　圖11 溫度傳感器與單片機(jī)的連接</p><p>　　溫度參數(shù)采集采用溫度傳感器DS18B20，測溫范圍 －55℃～+125℃，固有測溫分辨率0.5℃，達(dá)到了系統(tǒng)精度要求，而且只需要一個(gè)單片機(jī)控制端口（I/O） 口節(jié)省了單片機(jī)資源。數(shù)據(jù)腳接單片機(jī)P2.0口作為數(shù)據(jù)/控制信號線。由于單總線為開漏，所以需要外接一個(gè)

41、4.7K 的上拉電阻以便來保證傳感器的正常工作，在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)線很短的情況下，即使不使用上拉電阻也可正常的工作。上拉電阻的選用要根據(jù)數(shù)據(jù)線的長短合適的選取。為了穩(wěn)妥起見，我們使用了一個(gè)4.7K的上拉電阻。</p><p>　　2.4無線發(fā)射和無線接收模塊NRF905</p><p>　　2.4.1.NRF905電路管腳圖13 </p><p><

42、b>　　如圖12所示。</b></p><p>　　圖12 NRF905電路管腳圖</p><p>　　2.4.2.NRF905管腳說明 </p><p>　　VCC腳接電壓范圍為3V~3.6V之間，不能在這個(gè)區(qū)間之外，超過3.6V將會(huì)燒毀模塊。推薦電壓3.3V左右。</p><p>　　除電源VCC和接地端，其余腳都可以直

43、接和普通的5V單片機(jī)IO口直接相連，無需電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對3V左右的單片機(jī)更加適用了。</p><p>　　硬件上面沒有SPI 的單片機(jī)也可以控制本模塊，用普通單片機(jī)IO口模擬SPI不需要單片機(jī)SPI模擬塊介入，只需要添加代碼模擬SPI時(shí)序即可。</p><p>　　13腳、14腳為接地腳，需要和母板得邏輯地連接起來。</p><p>　　排針間距為100mil，標(biāo)準(zhǔn)

44、DIP插針。</p><p>　　與51系列單片機(jī)P0口連接時(shí)候，需要加10K的上拉電阻，與其余口連接不需</p><p>　　2.4.3.配置 NewMsg-RF905 模塊</p><p>　　所有配置字都是通過 SPI 接口送給 RF905。 接口的工作方式可SIP通過 SPI 指令進(jìn)行設(shè)置。當(dāng) RF905 處于空閑模式或關(guān)機(jī)模式時(shí)，SPI接口可以保持在工作狀

45、態(tài)。</p><p>　　2.5 液晶顯示模塊</p><p>　　本設(shè)計(jì)的顯示模塊的選擇的是帶字庫的LCD12864液晶屏幕。將PSB腳置高是LCD工作在并行輸入輸出方式。接口電路圖如圖13所示。</p><p>　　圖13 LCD12684硬件連接圖</p><p>　　單片機(jī)與LCD12864通過P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、

46、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7、P1.0、P1.1、P1.2相連，P0.0—P0.7為數(shù)據(jù)線，P1.0、P1.1、P1.2為控制線。</p><p>　　2.5.1.帶字庫12864的基本特性</p><p>　　低電源電壓（VDD:+3.0--+5.5V）</p><p>　　顯示分辨率:128×64 點(diǎn)</p><p>

47、　　內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個(gè) 16×16 點(diǎn)陣漢字(簡繁體可選)</p><p>　　內(nèi)置 128 個(gè) 16×8 點(diǎn)陣字符 2MHZ 時(shí)鐘頻率</p><p>　　顯示方式：STN、半透、正顯</p><p>　　背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10</p><p>

48、　　通訊方式：串行、并口可選</p><p>　　工作溫度: 0℃ - +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: -20℃ - +60℃</p><p>　　2.5.2.12864接口說明</p><p>　　12864的數(shù)據(jù)傳輸方式可以采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式和并行數(shù)據(jù)傳輸方式兩種方式，本設(shè)計(jì)采用的是并行數(shù)據(jù)傳輸方式，并行接口如下表2所示。</p><p>　　

49、表2 12864并行接口</p><p>　　2.5.3.12864控制器接口信號和8位并行數(shù)據(jù)線讀寫時(shí)序說明</p><p>　　RS，R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式如表3所示。</p><p>　　表3 12864的四種控制模式</p><p><b>　　E信號如表4所示。</b></p>

50、<p>　　表4 12864的E信號</p><p>　　具體的讀寫指令可查閱使用手冊，這里不詳細(xì)列出。本系統(tǒng)采用的是8位并行數(shù)據(jù)線模式，下面給出12864在并行傳輸方式下的讀寫時(shí)序圖，如圖14、15所示。</p><p>　　圖14　12864寫時(shí)序（8位并行數(shù)據(jù)線模式）</p><p>　　圖15　12864讀時(shí)序（8位并行數(shù)據(jù)線模式）</p

51、><p><b>　　2.6 組態(tài)網(wǎng)模塊</b></p><p>　　2.6.1．通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn) </p><p>　　延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級； </p><p>　　封裝性（易學(xué)易用）。通用組態(tài)軟

52、件所能完成的功能都用一種方便用戶使用</p><p>　　方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能； </p><p>　　通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)

53、時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。</p><p>　　2.6.2.組態(tài)軟件的功能</p><p>　　強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能。目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于Windows環(huán)境下，充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點(diǎn)，可視化的m風(fēng)格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進(jìn)人開發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時(shí)間。豐富的圖形控仵和工況圖庫，既提供所需的組件，

54、又是界面制作向?qū)?。提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各種工業(yè)界面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設(shè)計(jì)中解放出來，豐富的動(dòng)畫連接方式，如隱含、閃爍、移動(dòng)等等，使界面生動(dòng)、直觀。 </p><p>　　良好的開放性。社會(huì)化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬仵不可能出自一家公司的產(chǎn)品，“異構(gòu)”是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層

55、的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信，向上能與管理層通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的雙向通信。 </p><p>　　豐富的功能模塊。提供豐富的控潲功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場荽求。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控 產(chǎn)生功能報(bào)表 業(yè)示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、提供報(bào)警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作，系統(tǒng)既叫適用于單機(jī)集中式控制、DCS分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程遇信能力的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)． </p><p>　

56、　強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫。配有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。 </p><p>　　可編程的命令語言。有可編程的命令語言，使用戶可根據(jù)自己的需要編撰程序，增強(qiáng)圖形界面。 </p><p>　　周密的系統(tǒng)安全防范，對不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。 </p><p>　　仿真功能．提供強(qiáng)大的仿真功

57、能使系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)，從而縮短開發(fā)周期。</p><p>　　利用組態(tài)軟件制作控制觀測圖，模擬被控制量在計(jì)算機(jī)中的顯示狀態(tài)，通過設(shè)置按鍵、串口通信，控制物理量，從而達(dá)到相應(yīng)的顯示及直觀表達(dá)現(xiàn)實(shí)物的被控狀態(tài)。</p><p>　　2.7 串口通信模塊3</p><p>　　為了更好、更方便的為該系統(tǒng)提供工作電壓，另外本設(shè)計(jì)增加了串口通信模塊設(shè)計(jì)，使用了單電源電平轉(zhuǎn)換芯片M

58、AX232MJE，提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性。</p><p>　　串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議。串口通信按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口呵以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。</p><p>　

59、　STC89C52RC內(nèi)部有一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口，該口能同時(shí)進(jìn)行串口發(fā)送和接收，以便通過RXD引腳（串行數(shù)據(jù)接收端）和TXD（串口數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進(jìn)行通信。但是一方面由于每一種型號的單片機(jī)的下載軟件不一樣，針對本系統(tǒng)所采用的STC89C52RC單片機(jī)需要采用STC系統(tǒng)單片機(jī)串口下載軟件；另一方面電腦的串口為標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平，而單片機(jī)是TTL電平，RS232通信方式不能直接滿足TTL電平的傳送要求，因此兩者要通信的話必須進(jìn)

60、行電平轉(zhuǎn)換。綜上，必須設(shè)計(jì)一個(gè)串口通信電路。串口通信電路的設(shè)計(jì)就是在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中加入電平轉(zhuǎn)換芯片，以實(shí)現(xiàn)TTL電平向標(biāo)準(zhǔn)接口RS232電平的轉(zhuǎn)換。這樣就可以用于單片機(jī)與PC通信，以及單片機(jī)與單片機(jī)之間的通信。目前應(yīng)用最廣泛的集成電路轉(zhuǎn)換芯片是MAX232芯片。利用MAX232芯片連接單片機(jī)和PC機(jī)的具體電路如圖16所示。</p><p>　　2.7.1.串口模塊的硬件設(shè)計(jì)15</p><p

61、>　　串口主要是9針串口，數(shù)據(jù)控制端主要由2和3引腳控制，5引腳接地，數(shù)據(jù)傳送端連接在驅(qū)動(dòng)芯片MAX232引腳11和12上，MAX232串口傳輸部分如圖16，通過驅(qū)動(dòng)芯片可以達(dá)到單片機(jī)數(shù)據(jù)通過串口傳到計(jì)算機(jī)上顯示數(shù)據(jù)。MAX232模塊的原理圖如圖17所示。單片機(jī)與MAX232通過P3.0、P3.1相連，分別為發(fā)送線、接收線，另外單片機(jī)要與MAX232共地。</p><p>　　圖16 MAX232串口傳輸部

62、分</p><p>　　圖17 串口通訊模塊電路圖</p><p>　　2.7.2.RS232串行通信模塊</p><p>　　RS232是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。</p><

63、;p>　　RS232與TTL電路之間需要進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。MAX232芯片可完成TTL←→RS232雙向電平轉(zhuǎn)換。</p><p>　　2.7.3. MAX232芯片</p><p>　　MAX232芯片是RS232標(biāo)準(zhǔn)接口芯片，使用+5v單電源供電。是PC機(jī)與單片機(jī)串口進(jìn)行通訊的電平轉(zhuǎn)換芯片。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：&l

64、t;/p><p>　　第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS232串口電平的需要。</p><p>　　第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2O

65、UT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。</p><p>　　2.8 繼電器控制電路模塊14</p><p>　　繼電器的作用：繼電器是一種電子控制器件，

66、它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。如圖18、19所示。</p><p>　　圖18 降溫控制電路</p><p>　　圖19 升溫控制電路圖</p><p><b>　　2.9 穩(wěn)壓芯片</b&

67、gt;</p><p>　　2.9.1.AMS1117(3.3V) 7</p><p>　　800mA LDO 穩(wěn)壓器電路---AMS1117</p><p><b>　　如圖20所示。</b></p><p>　　圖20 AMS1117</p><p>　　2.9.1.1 特點(diǎn)</p>

68、;<p>　　能提供包括固定電壓輸出版本（固定電壓包括1.8V，3.3V，5V）跟三端可</p><p><b>　　調(diào)電壓輸出版本</b></p><p>　　最高輸出電流可達(dá)1A</p><p>　　輸出電壓精度高達(dá)2 ％</p><p>　　穩(wěn)定工作電壓范圍為高達(dá)12 V</p><

69、;p><b>　　限流功能，過熱切斷</b></p><p>　　溫度范圍：-20℃-120℃</p><p>　　2.9.1.2 應(yīng)用</p><p>　　膝上型電腦，掌上電腦和筆記本</p><p><b>　　電池充電器</b></p><p><b>

70、　　電池供電系統(tǒng)</b></p><p><b>　　便攜式設(shè)備</b></p><p>　　管腳排列如圖21所示。</p><p>　　圖21 AMS1117管腳圖</p><p>　　2.9.1.4 功能描述</p><p>　　AMS1117 是一個(gè)低漏失電壓調(diào)整器，它的穩(wěn)壓調(diào)整

71、管是由一個(gè)PNP 驅(qū)動(dòng)的NPN 管組成的,漏失電壓定義為：VDROP=VBE+VSAT。AMS1117 有固定和可調(diào)兩個(gè)版本可用，輸出電壓可以是：1.8V，3.3V 和5.0V。片內(nèi)過熱切斷電路提供了過載和過熱保護(hù)，以防環(huán)境溫度造成過高的結(jié)溫，其中過流保護(hù)和過熱保護(hù)模塊，能夠在應(yīng)用電路的環(huán)境溫度大于1 20℃以上或負(fù)載電流大于900mA 時(shí)，保證芯片和系統(tǒng)的安全。為了確保AMS1117 的穩(wěn)定性，對可調(diào)電壓版本，輸出需要連接一個(gè)至少22

72、μF 的鉭電容。對于固定電壓版本，可采用更小的電容，具體可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。通常，線性調(diào)整器的穩(wěn)定性隨著輸出電流增加而降低。</p><p>　　2.9.2.LM7805(5v穩(wěn)壓芯片)</p><p>　　lm7805典型應(yīng)用電路如圖22所示。</p><p>　　圖22 LM7805電路圖</p><p>　　lm78XX系列集成穩(wěn)壓器

73、的典型應(yīng)用電路圖，是一個(gè)輸出正5V直流電 </p><p>　　IC采集成穩(wěn)壓器lm7805，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容，RL為負(fù)載電阻。當(dāng)輸出電流較大時(shí)，lm7805應(yīng)配上散熱板。 </p><p>　　為輸出電壓可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的應(yīng)用電路。由于R1、RP電阻網(wǎng)絡(luò)的作用，使得輸出電壓被提高，提高的幅度取決于RP與R1的比值。調(diào)節(jié)電位器RP，即 可一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓。當(dāng)R

74、P=0時(shí)，輸出電壓Uo等于lm78XX穩(wěn)壓器輸出電壓；當(dāng)RP逐步增大時(shí)，Uo也隨之逐步提高。 </p><p>　　為擴(kuò)大輸出電流的應(yīng)用電路。VT2為外接擴(kuò)流率管，VT1為推動(dòng)管，二者為達(dá)林頓連接。R1為偏置電阻。該電路最大輸出電流取決于VT2的參數(shù)。</p><p>　　2.9.2.1 LM7805介紹</p><p>　　用lm78/lm79系列三端穩(wěn)壓IC來組

75、成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的lm78或lm79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如lm7806表示輸出電壓為正6V，lm7909表示輸出電壓為負(fù)9V。 </p><p>　　因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。</p><p>　　2.9.2.2 實(shí)際應(yīng)用&

76、lt;/p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。 </p><p>　　當(dāng)制作中需要一個(gè)能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流為N個(gè)1.5A，但應(yīng)用時(shí)需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留

77、有一定的余量，以避免個(gè)別集成穩(wěn)壓電路失效時(shí)導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)8</b></p><p>　　3.1 總體程序流程圖設(shè)計(jì)如圖23所示。</p><p>　　圖23 總體程序流程圖</p><p>　　3.2 分模塊程序設(shè)計(jì)</p><p>　　對于相應(yīng)

78、的硬件模塊，主要要設(shè)計(jì)的模塊程序分別是：數(shù)據(jù)采集的程序設(shè)計(jì)， 12864液晶屏幕顯示程序的設(shè)計(jì)和上位機(jī)程序的設(shè)計(jì)。對于串口通信模塊的驅(qū)動(dòng)，只需要一個(gè)串口初始化（設(shè)置）函數(shù)。</p><p>　　3.2.1.數(shù)據(jù)采集模塊的程序設(shè)計(jì)11</p><p>　　從硬件的設(shè)計(jì)和總體程序流程圖，我們可以看出，數(shù)據(jù)采集是一個(gè)很重要的步驟。對于數(shù)據(jù)采集我們主要是采集溫度數(shù)據(jù)，采用的傳感器分別是DS18B2

79、0。DS18B20程序流程圖如圖24所示。</p><p>　　圖24 DS18B20流程圖</p><p>　　3.2.2.LCD12864液晶屏幕顯示模塊驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　12864液晶屏幕主要用于數(shù)據(jù)和信息的顯示，為驅(qū)動(dòng)它正常工作，設(shè)計(jì)了以下一些函數(shù)：12864寫指令函數(shù)void zhiling(uchar a)。LCD12864程序流程圖如

80、圖25所示。</p><p>　　圖25 LCD12864流程圖</p><p>　　3.2.3.無線模塊程序的設(shè)計(jì)9</p><p>　　無線發(fā)射模塊 如圖26所示。</p><p>　　圖26 無線發(fā)射模塊流程圖</p><p>　　無線接收模塊 如圖27所示。</p><p>　　圖27

81、無線接收模塊</p><p>　　3.2.4．組態(tài)網(wǎng)程序的設(shè)計(jì)15</p><p>　　軟件的編寫是在Keil C51平臺(tái)上完成的，編程語言使用的是C語言這樣一款面向?qū)ο蟮恼Z言。組態(tài)網(wǎng)的功能主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示經(jīng)串口傳來的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，并能夠發(fā)送指令控制環(huán)境溫度。主要是通過串口通信實(shí)現(xiàn)的，所以保證串口通信的質(zhì)量是關(guān)鍵所在。如何保證串口通信的質(zhì)量，關(guān)鍵是盡量降低通信時(shí)的誤碼率。而誤碼率問題，晶

82、振頻率的選擇，晶振頻率在11.0592MHZ時(shí)，無論采用何種波特率（在晶振能夠支持的波特率范圍內(nèi)）理論上是沒有任何誤碼率的。組態(tài)網(wǎng)軟件程序流程圖見圖28所示。</p><p>　　圖28 組態(tài)網(wǎng)軟件流程圖</p><p><b>　　4 電路板的制作</b></p><p>　　4.1 PROTEL電路圖設(shè)計(jì)</p><p&

83、gt;　　在Altium Designer操作環(huán)境下設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖，Altium Designer中默認(rèn)的很多元件封裝可能會(huì)與采購的元件封裝不符，或大或小或引腳順序和數(shù)目不對，因此首先就需要對封裝不符的元件進(jìn)行大小和引腳距離的測量，然后自制封裝，載入元件庫，在原理圖中替代默認(rèn)封裝。畫原理圖時(shí)盡量按照信號的流向放置元件和導(dǎo)線，盡量將各模塊的元件放置在一起，便于布線，采用分塊的思想使各個(gè)模塊相互獨(dú)立，同時(shí)又有清晰的接口，從而方便

84、讀圖和檢查。</p><p><b>　　4.2 PCB布線</b></p><p>　　在Altium Designer下完成PCB版圖設(shè)計(jì)。在布線的過程中，線寬是一個(gè)重要的參數(shù)，太細(xì)不能雕刻出來，太粗又不容易布通，同時(shí)也要考慮線路所承受的電流大小。主要的線路盡量布通，一些次要的線路可以采用飛線連接，布線的時(shí)候在線路拐角處不用直角的走線。本設(shè)計(jì)的整體原理圖見附錄1

85、所示，PCB圖見附錄2所示。</p><p>　　4.3 電路板的制作與焊接</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用雙面板。電路板制作可采用腐蝕和雕刻，采用雕刻的方法制作電路板比較方便，雕刻的電路板上的路線完整性較好；腐蝕電路板時(shí)間快但腐蝕出來的線路存在沙眼。電路板雕刻完成后對照電路原理圖進(jìn)行元件焊接。電路板焊接完畢，檢查是否有虛焊，短路等硬件故障，硬件測試正常后進(jìn)行防氧化處理。</

86、p><p>　　4.4 電路板硬件的測試</p><p>　　制作好電路板之后需要進(jìn)行硬件電路的測試。</p><p>　　線路檢測：根據(jù)電路圖用萬用表檢測PCB板線路是否有短路和斷路現(xiàn)象。</p><p>　　焊接好元件后，根據(jù)電路圖檢查有極性元件是否反接，元件參數(shù)是否合適，再檢測元件引腳與對應(yīng)的線路是否接通，防止虛焊。</p>

87、<p>　　將電源電路接通，用萬用表測量各輸出電壓值是否正常。</p><p>　　確保PCB板上線路連接正常后，開啟自鎖開關(guān)將板上電源接通，再檢測各電源接口電壓是否正常，看各元件能否正常工作如有無發(fā)燙現(xiàn)象，過一段時(shí)間再檢測，確定硬件控制器的穩(wěn)定性。</p><p>　　裝上單片機(jī)，再測量其電壓輸入口40引腳VCC電壓（5V）、31引腳EA/VPP引腳電壓（5V）和晶振兩引腳與地

88、之間的電壓（一般為2.2V左右）。說明單片機(jī)能正常工作。</p><p>　　5 整機(jī)系統(tǒng)測試和運(yùn)行</p><p>　　5.1 液晶測試與運(yùn)行</p><p>　　完成硬件與軟件的設(shè)計(jì)工作后，我們要在系統(tǒng)上運(yùn)行一下程序代碼，以測試系統(tǒng)是否能夠正常的工作。 </p><p>　　5.2 數(shù)據(jù)采集模塊的測試與運(yùn)行</p><

89、p>　　系統(tǒng)初始化后，數(shù)據(jù)采集模塊將實(shí)時(shí)環(huán)境溫度，顯示屏幕上如圖29、30所示。</p><p><b>　　圖29 發(fā)射模塊</b></p><p><b>　　圖30 接收模塊</b></p><p>　　5.3 組態(tài)網(wǎng)的測試與運(yùn)行</p><p>　　在組態(tài)網(wǎng)上也將實(shí)時(shí)顯示環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。

90、在實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)的過程中，如果環(huán)境溫度數(shù)據(jù)不適宜，系統(tǒng)將通過提醒用戶，以便用戶采取下一步的操作。進(jìn)行升溫和降溫操作，如圖31所示。</p><p>　　圖31 組態(tài)網(wǎng)的測試與運(yùn)行</p><p><b>　　6 總結(jié)</b></p><p>　　本文主要介紹了STC89C51單片機(jī)、LCD12864顯示器、NRF905、MAX232串口芯片組成的

91、無線溫度與控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊、組態(tài)網(wǎng)。本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)采集大棚環(huán)境中的實(shí)時(shí)溫度在顯示器上顯示，并且能通過組態(tài)網(wǎng)監(jiān)測溫度值，在溫度高于40度時(shí)，組態(tài)網(wǎng)發(fā)出報(bào)警信號，在組態(tài)網(wǎng)上發(fā)送打開通風(fēng)設(shè)備。</p><p>　　本設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)用性，能避免現(xiàn)場到大棚中測量溫度值的危險(xiǎn)，并且能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測量與控制。</p><p>　　但是本設(shè)計(jì)還存在一定的局限

92、性，應(yīng)該還增加兩個(gè)傳感器：一個(gè)濕度傳感器，一個(gè)光照傳感器。這樣本設(shè)計(jì)會(huì)更全面，實(shí)用性更強(qiáng)。有時(shí)間我就在這個(gè)基礎(chǔ)上改進(jìn)。</p><p>　　總的說來，這次設(shè)計(jì)在老師和同學(xué)的幫助下，我從中學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，我積累了很多經(jīng)念與教訓(xùn)，為我以后的學(xué)習(xí)與工作打下了基礎(chǔ)。通過大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)，我有義務(wù)并有能力將這些先進(jìn)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生活中的使用系統(tǒng)，將此系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，提高人類的生產(chǎn)能力，更好服務(wù)于人們生產(chǎn)。</p

93、><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]徐科軍.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.9</p><p>　　[2]徐新民.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，3006.5</p><p>　　[3]薛曉書.單片微機(jī)原理及接口技術(shù)[M].西安：西安石油大學(xué)出版社，2002

94、.3</p><p>　　[4]譚博學(xué)，苗匯靜.集成電路原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[5]劉蕓.電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.4</p><p>　　[6]姚福安.電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].濟(jì)南：山東科技技術(shù)出版社，2001</p><p>　　[7]施智雄，胡放鳴.實(shí)用模

95、擬電子技術(shù)[M].成都：電子科技大學(xué)出版社,2006.208</p><p>　　[8]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[9]鄭君里，楊為理.信號與系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2009.403</p><p>　　[10]張毅剛,彭喜元.MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002<

96、/p><p>　　[11]戴佳.51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精進(jìn)[M].電子工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[12]羅苑棠.單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例精講[M].電子工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[13]王瑟,劉超．基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006,31-33</p><p>　　[14]楊寧.單片機(jī)與控

97、制技術(shù)[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2005.168 </p><p>　　[15]張磊.基于C語言的單片機(jī)串行通信設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2005</p><p><b>　　致 謝 詞</b></p><p>　　本論文是從選題到完成，每一步都是在指導(dǎo)老師xx悉心的指導(dǎo)下完成的，傾注了指導(dǎo)老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表

98、示崇高的敬意和衷心的感謝！指導(dǎo)老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從選題到搜集資料、從原理圖的設(shè)計(jì)到PCB圖的設(shè)計(jì)、從焊接到最后的程序調(diào)試，老師和同學(xué)們都給予了我很大的幫

99、助，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在整個(gè)制作過程中心情是如此復(fù)雜，感覺到開發(fā)一個(gè)產(chǎn)品是如何的不易。如今，伴隨著此設(shè)計(jì)的完成，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點(diǎn)成就感。</p><p>　　最后，我要感謝，非常感謝四年的大學(xué)生活，感謝學(xué)校電子實(shí)驗(yàn)室，感謝實(shí)驗(yàn)室的各位老師對我的諄諄教導(dǎo)，感謝我的家人和那些永遠(yuǎn)也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的財(cái)富。在今后的日子里，我定會(huì)牢記領(lǐng)導(dǎo)和老師們的教誨，在今后

100、的工作中努力上進(jìn)，立志成材。</p><p>　　翻 譯 資 料</p><p><b>　　組態(tài)網(wǎng)</b></p><p>　　隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟

101、件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原來的編程人員因工作變動(dòng)而離去時(shí)，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象

102、和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。</p><p>　　首先通過NRF905無線傳輸模塊，將數(shù)據(jù)采集電路的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線傳輸接收模塊，無線傳輸模塊通過MAX232與電腦實(shí)現(xiàn)全雙工串口通信，通過電腦和單片機(jī)達(dá)到自動(dòng)控制農(nóng)業(yè)大棚的目的。</p><p>　　因?yàn)槊看蝹鬏?個(gè)字節(jié)，8位二進(jìn)制數(shù)值，所以一次串口能夠傳輸最大255的數(shù)據(jù)，因?yàn)锳DC0809是8位二進(jìn)制，最大值也是255

103、，所以將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸，在組態(tài)軟件中設(shè)置返回字節(jié)為6，沒字節(jié)為8位，最大值255，然后設(shè)置6個(gè)數(shù)據(jù)變量，每個(gè)變量對應(yīng)一個(gè)單元號，這個(gè)單元號就是代表通過串口傳進(jìn)組態(tài)的一個(gè)數(shù)據(jù)。</p><p>　　單片機(jī)AT89C51</p><p>　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用于商業(yè)：諸如調(diào)制解調(diào)器，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和其他一些領(lǐng)域。這些單片機(jī)的高速處理速度和增強(qiáng)型外圍設(shè)備集合使得它們適

104、合于這種高速事件應(yīng)用場合。然而，這些關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域也要求這些單片機(jī)高度可靠。健壯的測試環(huán)境和用于驗(yàn)證這些無論在元部件層次還是系統(tǒng)級別的單片機(jī)的合適的工具環(huán)境保證了高可靠性和低市場風(fēng)險(xiǎn)。Intel 平臺(tái)工程部門開發(fā)了一種面向?qū)ο蟮挠糜隍?yàn)證它的AT89C51 汽車單片機(jī)多線性測試環(huán)境。這種環(huán)境的目標(biāo)不僅是為AT89C51 汽車單片機(jī)提供一種健壯測試環(huán)境，而且開發(fā)一種能夠容易擴(kuò)展并重復(fù)用來驗(yàn)證其他幾種將來的單片機(jī)。開發(fā)的這種環(huán)境連接了AT89C

105、51。本文討論了這種測試環(huán)境的設(shè)計(jì)和原理，它的和各種硬件、軟件環(huán)境部件的交互性，以及如何使用AT89C51。</p><p><b>　　1.1 介紹</b></p><p>　　8 位AT89C51 CHMOS 工藝單片機(jī)被設(shè)計(jì)用于處理高速計(jì)算和快速輸入/輸出。MCS51 單片機(jī)典型的應(yīng)用是高速事件控制系統(tǒng)。商業(yè)應(yīng)用包括調(diào)制解調(diào)器，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，打印機(jī)，影印機(jī)，空

106、調(diào)控制系統(tǒng)，磁盤驅(qū)動(dòng)器和醫(yī)療設(shè)備。汽車工業(yè)把MCS51 單片機(jī)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)和反鎖制動(dòng)系統(tǒng)。AT89C51 尤其很好適用于得益于它的處理速度和增強(qiáng)型片上外圍功能集，諸如：汽車動(dòng)力控制，車輛動(dòng)態(tài)懸掛，反鎖制動(dòng)和穩(wěn)定性控制應(yīng)用。由于這些決定性應(yīng)用，市場需要一種可靠的具有低干擾潛伏響應(yīng)的費(fèi)用-效能控制器，服務(wù)大量時(shí)間和事件驅(qū)動(dòng)的在實(shí)時(shí)應(yīng)用需要的集成外圍的能力，具有在單一程序包中高出平均處理功率的中央處理器。擁有操作不可預(yù)測的設(shè)備

107、的經(jīng)濟(jì)和法律風(fēng)險(xiǎn)是很高的。一旦進(jìn)入市場，尤其任務(wù)決定性應(yīng)用諸如自動(dòng)駕駛儀或反鎖制動(dòng)系統(tǒng)，錯(cuò)誤將是財(cái)力上所禁止的。重新設(shè)計(jì)的費(fèi)用可以高達(dá)500K 美元，如果產(chǎn)品族享有同樣內(nèi)核或外圍設(shè)計(jì)缺陷的話，費(fèi)用會(huì)更高。另外，部件的替代品領(lǐng)域是極其昂貴的，因?yàn)樵O(shè)備要用來把模塊典型地焊接成一個(gè)總體的價(jià)值比各個(gè)部件高幾倍。為了緩和這些問題，在最壞的環(huán)境和電壓條件下對這些單片機(jī)進(jìn)行無論在部</p><p>　　1.2 AT89C51提

108、供以下標(biāo)準(zhǔn)功能</p><p>　　4k 字節(jié)FLASH 閃速存儲(chǔ)器，128 字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，2 個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51 降至0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式體制CPU 的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩

109、器體制工作并禁止其他所有不見工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p><b>　　1.3 掉電模式</b></p><p>　　在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM 中的內(nèi)容，在Vcc 恢復(fù)到正

110、常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。89C51 的程序存儲(chǔ)器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字符，要對整個(gè)芯片的EPROM 程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用片擦除的方法將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清楚。</p><p><b>　　1.4 編程方法</b></p><p>　　編程前，設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址加

111、在P1 口和P2 口的P2.0—P2.3（11 位地址范圍為0000H——0FFFH），數(shù)據(jù)從P0口輸入，引腳P2.6、P2.7 和P3.6、P3.7 的電平設(shè)置見表6，PSEB 為低電平，RST保持高電平，EA/Vpp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。編程時(shí)，可采用4—20MHz 的時(shí)鐘振蕩器，89C51 編程方法如下：在地址線上加上要編程單元的地址信號在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)

112、字節(jié)。激活相應(yīng)的控制信號。在高電壓編程方式時(shí)，將EA/Vpp 端加上+12v 編程電壓。每對Flash 存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE/PROG 編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù)1—5 步驟，知道全部文件編程結(jié)束。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，通常約為1.5ms。·數(shù)據(jù)查詢89C51 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一個(gè)寫周期是否結(jié)束，在一個(gè)寫周期中，如需要讀取最后寫入的那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)